高考化学化学能与电能的综合复习含答案(1)

高考化学化学能与电能的综合复习含答案(1)
一、化学能与电能
1．方法与规律提炼：
(1)某同学利用原电池装置证明了反应Ag＋＋Fe2＋=Ag＋Fe3＋能够发生，设计的装置如下图所示。

为达到目的，其中石墨为_________极，甲溶液是____________，证明反应Ag＋＋Fe2＋=Ag ＋Fe3＋能够发生的实验操作及现象是_________________________
(2)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO)已成为环境修复研究的热点之一。

Fe还原水体中NO3-的反应原理如图所示。

上图中作负极的物质是___________。

正极的电极反应式是______________。

(3)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示：阴极区的电极反应式为
_______________。

电路中转移1 mol电子，需消耗氧气_______L(标准状况)。

(4)KClO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。

写出电解时阴极的电极反应式___________________电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_________，其迁移方向是_____________（填a→b或b→a）。

学法题：通过此题的解答，请归纳总结书写电极反应式的方法____
【答案】负 FeSO4或FeCl2溶液分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液，同时滴加KSCN溶液，后者红色加深铁 NO3-＋8e－＋10H＋=NH4+＋3H2O Fe3+＋e－= Fe2+ 5.6L 2H＋＋2e－= H2 ↑ K+a→b原电池中先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失；注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。

电解池中电极反应式的书写看阳极材料，如果阳极是惰性电极（Pt、Au、石墨），则应是电解质溶液中的离子放电，应根据离子的放电顺序进行书写。

【解析】
【分析】
根据原电池原理，负极发生氧化反应；根据电解池原理，阴极发生还原反应，通过物质的化合价变化判断反应发生原理，阳离子移动方向与电子移动方向相同，据此回答问题。

【详解】
(1) 已知电池总反应为反应Ag＋＋Fe2＋=Ag＋Fe3＋，银离子化合价降低，得到电子，作正极，故石墨一侧仅为导电材料，作负极，甲溶液是含Fe2+的溶液，可以为FeSO4或FeCl2溶液。

证明反应能够发生，实际上即证明有Fe3+生成，实验操作及现象是分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液，同时滴加KSCN溶液，后者红色加深。

(2) 由图可知，电子从铁电极移到外侧，故铁电极失去电子，发生氧化反应，做负极。

正极NO3-得到电子变为NH4+，NO3-＋8e－＋10H＋=NH4+＋3H2O；
(3)由题可知，HCl失去电子变为Cl2，发生氧化反应，做阳极。

阴极区的电极反应式为Fe3+＋e－= Fe2+，外侧Fe2+与氧气反应4Fe2++O2+4H+= 4Fe3++2H2O，电路中转移1 mol电子，需消耗氧气0.25mol，即5.6L(标准状况)。

(4)由图可知，阴极溶液为KOH，根据阳离子放电顺序H+>K+，即电解时阴极的电极反应式为2H＋＋2e－= H2 ↑。

阴极得到电子，阳离子向阴极移动，即电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为K+，其迁移方向是a→b。

归纳电极反应式的书写方法：原电池中先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失；注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。

电解池中电极反应式的书写看阳极材料，如果阳极是惰性电极（Pt、Au、石墨），则应是电解质溶液中的离子放电，应根据离子的放电顺序进行书写。

2．研究+6价铬盐不同条件下微粒存在形式及氧化性，某小组同学进行如下实验：
已知：Cr 2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黄色)+2H+△H=+13.8kJ/mol，+6价铬盐在一定条件下可被还原为Cr3+，Cr3+在水溶液中为绿色。

（1）试管c 和b 对比，推测试管c 的现象是_____________________。

（2）试管a 和b 对比，a 中溶液橙色加深。

甲认为温度也会影响平衡的移动，橙色加深不一定是c (H +)增大影响的结果；乙认为橙色加深一定是c (H +
)增大对平衡的影响。

你认为是否需要再设计实验证明？__________（“是”或“否”），理由是
____________________________________________________。

（3）对比试管a 、b 、c 的实验现象，可知pH 增大2-
272-4c(Cr O )c(CrO )
_____（选填“增大”，“减小”，“不变”）；
（4）分析如图试管c 继续滴加KI 溶液、过量稀H 2SO 4的实验现象，说明+6价铬盐氧化性强弱为Cr 2O 72-__________CrO 42-（填“大于”，“小于”，“不确定”）；写出此过程中氧化还原反应的离子方程式_________。

（5）小组同学用电解法处理含Cr 2O 72-废水，探究不同因素对含Cr 2O 72-废水处理的影响，
结果如表所示（Cr 2O 72-的起始浓度，体积、电压、电解时间均相同）。

实验
ⅰ ⅱ ⅲ ⅳ 是否加入
Fe 2(SO 4)3
否 否 加入5g 否 是否加入H 2SO 4
否 加入1mL 加入1mL 加入1mL 电极材料 阴、阳极均为石
墨 阴、阳极均为石墨
阴、阳极均为石墨 阴极为石墨，阳极为铁 Cr 2O 72-的去除率/% 0.922
12.7 20.8 57.3 ①实验ⅱ中Cr 2O 72-放电的电极反应式是________________。

②实验ⅲ中Fe 3+去除Cr 2O 72-的机理如图所示，结合此机理，解释实验iv 中Cr 2O 72-去除率提高较多的原因_______________。

【答案】溶液变黄色 否 Cr 2O 72-(橙色)+H 2O ƒCrO 42-(黄色)+2H +正向是吸热反应，若因浓H 2SO 4溶于水而温度升高，平衡正向移动，溶液变为黄色。

而实际的实验现象是溶液橙色加深，说明橙色加深就是增大c (H +)平衡逆向移动的结果 减小 大于 Cr 2O 72-+6I -+14H +=2Cr 3++3I 2+7H 2O Cr 2O 72-+6e -+14H +=2Cr 3++7H 2O 阳极Fe 失电子生成Fe 2+，Fe 2+与Cr 2O 72-在酸性条件下反应生成Fe 3+，Fe 3+在阴极得电子生成Fe 2+，继续还原Cr 2O 72-，Fe 2+循
环利用提高了Cr 2O 72-的去除率
【解析】
【分析】
根据平衡移动原理分析对比实验；注意从图中找出关键信息。

【详解】
（1）由Cr 2O 72-(橙色)+H 2O 2CrO 42-(黄色)+2H +及平衡移动原理可知，向重铬酸钾溶液中加入氢氧化钠溶液后，可以减小溶液中的氢离子浓度，使上述平衡向正反应方向移动，因此，试管c 和b （只加水，对比加水稀释引起的颜色变化）对比，试管c 的现象是：溶液变为黄色。

（2）试管a 和b 对比，a 中溶液橙色加深。

甲认为温度也会影响平衡的移动，橙色加深不一定是c (H +)增大影响的结果；乙认为橙色加深一定是c (H +)增大对平衡的影响。

我认为不
需要再设计实验证明，故填否。

理由是：Cr 2O 72-(橙色)+H 2O ƒCrO 42-(黄色)+2H +正向是吸
热反应，浓H 2SO 4溶于水会放出大量的热量而使溶液的温度升高，上述平衡将正向移动，溶液会变为黄色。

但是，实际的实验现象是溶液的橙色加深，说明上述平衡是向逆反应方向移动的，橙色加深只能是因为增大了c (H +)的结果。

（3）对比试管a 、b 、c 的实验现象，可知随着溶液的pH 增大，上述平衡向正反应方向移
动，2-27c(Cr O )减小，而2-
4c(CrO ) 增大，故2-272-4c(Cr O )c(CrO )减小。

（4）向试管c 继续滴加KI 溶液，溶液的颜色没有明显变化，但是，加入过量稀H 2SO 4
后，溶液变为墨绿色，增大氢离子浓度，上述平衡向逆反应方向移动，CrO 42-转化为Cr 2O 72
-，Cr 2O 72-可以在酸性条件下将I -氧化，而在碱性条件下，CrO 42-不能将I -氧化，说明+6价铬盐氧化性强弱为：Cr 2O 72-大于CrO 42-；此过程中发生的氧化还原反应的离子方程式是Cr 2O 72-+6I -+14H +=2Cr 3++3I 2+7H 2O 。

（5）①实验ⅱ中，Cr 2O 72-在阴极上放电被还原为Cr 3+，硫酸提供了酸性环境，其电极反应
式是Cr 2O 72-+6e -+14H +=2Cr 3++7H 2O 。

②由实验ⅲ中Fe 3+去除Cr 2O 72-的机理示意图可知，加入Fe 2(SO 4)3溶于水电离出Fe 3+，在直
流电的作用下，阳离子向阴极定向移动，故Fe 3+更易在阴极上得到电子被还原为Fe 2+，Fe 2+在酸性条件下把Cr 2O 72-还原为Cr 3+。

如此循环往复，Fe 3+在阴极得电子生成Fe 2+，继续还原Cr 2O 72-，Fe 2+循环利用提高了Cr 2O 72-的去除率。

由此可知，实验iv 中Cr 2O 72-去除率提高较多的原因是：阳极Fe 失电子生成Fe 2+，Fe 2+与Cr 2O 72-在酸性条件下反应生成Fe 3+，Fe 3+
在阴
极得电子生成Fe 2+，继续还原Cr 2O 72-，故在阴阳两极附近均在大量的Fe 2+，Fe 2+循环利用提高了Cr 2O 72-的去除率。

【点睛】
本题中有很多解题的关键信息是以图片给出的，要求我们要有较强的读图能力，能从图中找出解题所需要的关键信息，并加以适当处理，结合所学的知识解决新问题。

3．保险粉又称连二亚硫酸钠(Na 2S 2O 4)，可用于纺织工业的漂白剂、脱色剂，脱氯剂。

Na 2S 2O 4是白色粉末，无味，易溶于水、难溶于乙醇，具有极强的还原性，在空气中易被氧化，在碱性介质中稳定。

Ⅰ.甲酸钠( HCOONa) 法制备过程如下：
（1）连二亚硫酸钠中硫元素的化合价为______________。

（2）实验室用Na2SO3 固体和某酸反应制备SO2气体，制备SO2时所选用的酸，你认为下列最适宜选用的是______________。

A．浓盐酸 B．浓硝酸
C．质量分数为70%的硫酸 D．质量分数为10%的硫酸
（3）步骤①中制备连二亚硫酸钠的化学方程式可表示为
____________________________。

（4）上述步骤②中，加入适量乙醇水溶液的作用是______________。

（5）在包装保存“保险粉”时加入少量的Na2CO3固体，目的是
_________________________。

（6）①现将0.05mol/L Na2S2O4溶液在空气中放置，其溶液的pH 与时间(t)的关系如图所示。

t1时溶液中只有NaHSO3一种溶质，此时含硫元素的粒子浓度由大到小的顺序为
_______________。

②t1~t2段发生化学反应的离子方程式为______________________________。

Ⅱ.电解法制备:工业上用惰性电极电解NaHSO3溶液得到Na2S2O4。

过程如图所示
（7）①产品在_________________（填“阳极”、“阴极”）得到。

②若不加隔膜，则连二亚硫酸钠产率降低，其原因是
__________________________________。

【答案】 +3 C NaOH+HCOONa+2SO2=Na2S2O4+CO2+H2O 连二亚硫酸钠难溶于乙醇，用乙醇
水溶液可降低连二亚硫酸钠的在溶液中的溶解度，有利于 Na2S2O4晶体析出 Na2CO3为碱性物质，提高“保险粉”的稳定性 c(HSO3-)＞c(SO32-)＞c(H2SO3) 2HSO3-+O2=2H++2SO42-阴极若不加隔膜，则部分HSO3-到阳极失电子发生氧化反应生成硫酸根离子，得不到连二亚硫酸钠，使连二亚硫酸钠产率下降或部分HSO3-被阳极产生的 Cl2氧化生成SO42-，使连二亚硫酸钠产率下降
【解析】Ⅰ.(1)连二亚硫酸钠(Na2S2O4)中钠元素为+1价，氧元素为-2价，根据正负化合价的代数和为0 ，硫元素的化合价为+3价，故答案为：+3；
(2)二氧化硫具有还原性，能被硝酸氧化，盐酸中的氯化氢易挥发，制得的二氧化硫不纯，70%的H2SO4产生二氧化硫的速率较快，故选C；
(3)SO2气体通入甲酸钠的碱性溶液可以生成Na2S2O4和二氧化碳，反应的化学方程式为NaOH+HCOONa+2SO2=Na2S2O4+CO2+H2O，故答案为：
NaOH+HCOONa+2SO2=Na2S2O4+CO2+H2O；
(4)根据题意，Na2S2O4易溶于水、难溶于乙醇。

加入适量乙醇水溶液可以降低连二亚硫酸钠的在溶液中的溶解度，有利于 Na2S2O4晶体析出，故答案为：连二亚硫酸钠难溶于乙醇，用乙醇水溶液可降低连二亚硫酸钠的在溶液中的溶解度，有利于 Na2S2O4晶体析出；(5)由信息可知在碱性介质中稳定，则在包装保存“保险粉”时加入少量的Na2CO3固体，目的是Na2CO3为碱性物质，提高“保险粉”的稳定性，故答案为：Na2CO3为碱性物质，提高“保险粉”的稳定性；
(6)①NaHSO3的电离程度大于水解程度，溶液显酸性，含硫元素的粒子浓度由大到小的顺序为c(HSO3-)＞c(SO32-)＞c(H2SO3)，故答案为：c(HSO3-)＞c(SO32-)＞c(H2SO3)；
②Na2S2O4溶液在空气中易被氧化生成亚硫酸氢钠，则0～t1段发生离子反应方程式为
2S2O42-+O2+2H2O=4HSO3-，t1点是为0.1mol/L的NaHSO3，根据图像t2时pH=1，说明NaHSO3完全被氧化生成硫酸氢钠，t1~t2段发生化学反应的离子方程式为2HSO3-
+O2=2H++2SO42-，故答案为：2HSO3-+O2=2H++2SO42-；
Ⅱ.(7) ①用惰性电极电解NaHSO3溶液得到Na2S2O4，反应过程中S元素的化合降低，被还原，应该在阴极上反应得到Na2S2O4，故答案为：阴极；
②若不加隔膜，则部分HSO3-到阳极失电子发生氧化反应，也可能被阳极产生的氯气氧化，结果都会生成硫酸根离子，得不到连二亚硫酸钠，使连二亚硫酸钠产率下降，故答案为：若不加隔膜，则部分HSO3-到阳极失电子发生氧化反应生成硫酸根离子，得不到连二亚硫酸钠，使连二亚硫酸钠产率下降。

4．纳米级Fe粉是新型材料，具有超强磁性、高效催化性。

某化学小组探究用氢气和碳酸亚铁制取纳米级铁粉。

其实验设计如图（加热、支持装置省略）
（1）a的名称是________________；浓硫酸的作用是________________。

（2）打开分液漏斗活塞，一段时间后再对C装置加热，这样操作的目的是
_______________；反应一段时间后D中变蓝，E中溶液变浑浊，C中发生反应的化学方程式为______________。

（3）反应中若观察到B装置中气泡产生过快，则应进行的操作是
_____________________。

（4）反应一段时间后，B中产生气泡太慢，再滴加硫酸反应速率略有加快但不明显；若向硫酸中加少量硫酸铜再滴入与Zn反应，反应速率明显加快，原因是
____________________。

（5）检验碳酸亚铁中含有铁元素的实验方法是______________________。

【答案】（1）蒸馏烧瓶（1分）吸收氢气中的水蒸气（或干燥氢气）（2分）
（2）排除体系内的空气，防止干挠实验，防止爆炸（2分）FeCO3+H2Fe+CO2+H2O（2分）
（3）调节A中分液漏斗活塞，减慢硫酸滴加速度（2分，不全对扣1分）
（4）锌与硫酸铜反应生成铜，铜与锌形成原电池（锌为负极），加快了反应速率（2分）（5）取少量FeCO3加适量盐酸完全溶解，再加入少量K3[Fe(CN)3]溶液，产生蓝色沉淀，则碳酸亚铁中含有铁元素。

（溶解后加入氧化剂，检验Fe3+也可）（2分）
【解析】
【分析】
【详解】
本题的实验目的是用氢气和碳酸亚铁制取纳米级铁粉，根据装置分析可知，A为H2的制取装置，B为干燥装置，C为H2还原FeCO3制取纳米级铁粉。

D中无色硫酸铜可用于检验水的存在，E中澄清石灰水则用于检验CO2。

（1）仪器a是圆底烧瓶；B为干燥装置，所以浓硫酸的作用是吸收氢气中的水蒸气。

（2）因H2是爆炸气体，所以在操作时必须先排除装置中的空气，必须打开分液漏斗活塞，一段时间后再对C装置加热，防止装置中的空气干挠实验，造成爆炸的危险。

反应一段时间后D中变蓝，说明有水生成，E中溶液变浑浊，说明有CO2生成。

则C中发生反应的化学方程式为FeCO3+H2Fe+CO2+H2O。

（3）反应中若观察到B装置中气泡产生过快，则说明A处产生H2的速率过快，可调节A 中分液漏斗活塞，减慢硫酸滴加速度。

（4）加少量硫酸铜再滴入与Zn反应，锌与硫酸铜反应生成铜，铜与锌形成原电池（锌为负极），加快了反应速率。

（5）检验碳酸亚铁中含有铁元素的实验方法是取少量FeCO3加适量盐酸完全溶解，再加入少量K3[Fe(CN)3]溶液，产生蓝色沉淀，则碳酸亚铁中含有铁元素。

5．（一）下图是实验室用氢气还原氧化铜实验的简易装置。

其中的铜质燃烧匙可以在试管M中上下移动，实验时,先将细铜丝一端被弯成螺旋状，先在空气中加热变黑后再迅速伸入球型干燥管中。

（1）铜质燃烧匙的作用有，。

（2）实验过程中，在试管M中可观察到的现象是，。

（二）原电池与电解池在化学工业中有广泛应用。

如图装置，a为CuCl2溶液，X为Fe 棒，Y为碳棒，回答以下问题：（1）若断开k1，闭合k2，则装置为_____ ；X电极上的电极反应式为_____________；电解质溶液中的阳离子向______极移动(填X或Y)；
（2）若线路中通过3.01×1022的电子，则Y极上析出物质的质量为。

【答案】（一）（1）控制反应的发生和停止与锌构成原电池加快反应速率
(2) 铜匙和锌粒表面都有气泡产生锌粒逐渐变小或消失
（二） (1)原电池 Fe－2e－＝Fe2+ Y (2) 1.6g
【解析】
试题分析：（一）（1）铜质燃烧匙可以上下移动，因此作用之一是的作用有控制反应的发生和停止；其次铜与锌构成原电池加快反应速率。

（2）锌能与盐酸反应生成氢气，其次铜锌构成原电池，铜是正极，其在表明氢离子放电，所以实验过程中，在试管M中可观察到的现象是铜匙和锌粒表面都有气泡产生、锌粒逐渐变小或消失。

（二）（1）若断开k1，闭合k2，则装置为原电池，铁是活泼的金属，铁是负极，则X电极上的电极反应式为Fe－2e－＝Fe2+；电解质溶液中的阳离子向正极移动，即向Y极移动；
（2）若线路中通过3.01×1022的电子，即0.05mol电子，Y极是铜离子得到电子，电极反
应式为Cu2＋＋2e—＝Cu，所以Y极上析出物质的质量为0.05
64/ 1.6
2
mol
g mol g
⨯=。

【考点定位】本题主要是考查原电池原理的应用
【名师点晴】掌握原电池的工作原理是解答的关键，原电池是把化学能转化为电能的装置，原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。

电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应，解答时注意灵活应用。

6．氰化钠（NaCN）是一种重要化工原料，用于化学合成、电镀、冶金等方面。

NaCN有剧毒，含氰废水需经无害化处理才能排放，某电镀厂含氰废水的一种工业处理流程如下：
已知：HCNO的结构式是：H-O-C≡N
HCN的Ka= 6.02×10-10
[Ag(CN)2]-(aq)Ag+(aq)+ 2CN-(aq)K = 1.3×10-21
回答下列问题：
（1）CN-中两原子均为8电子稳定结构，请写出CN-的电子式_______________。

（2）氰化钠遇水会产生剧毒氢氰酸，请写出相应的离子方程式_______________。

（3）向发生塔中通水蒸汽的目的是____________。

（4）氧化池中氰化物的降解分两步进行
CN-被氯气氧化成低毒的CNO- ，写出相应的离子方程式____________________，
CNO-被氯气氧化成无毒的两种气体，写出相应的离子方程式________________。

（5）贮水池中废水须先经碱化后再进行氧化的原因_______________________。

（6）电镀厂电镀银时需要降低镀层金属的沉积速度，使镀层更加致密。

电解液使用
Na[Ag(CN)2]，请写出阴极反应式，解释工业电镀中使用氰离子（CN-）的原
因。

【答案】(每空2分，共16分)
（1）
（2）CN-+H 2O HCN + OH-
（3）促使HCN挥发进入吸收塔
（4）CN-+Cl2+ 2OH- = CNO- + 2Cl-+ H2O
2CNO- + 3Cl2+ 4OH-= N2 ↑ + CO2↑+ 6Cl- + 2H2O
（5）防止生成HCN 其他合理答案均得分
（6）[Ag(CN)2]-+ e-=" Ag" + 2CN-；Ag+和CN-可以结合成稳定的络合物，可以控制银离子浓度，使镀层致密。

【解析】
试题分析：（1）CN-中各原子均满足8电子稳定结构，存在C≡N键，电子式为
，故答案为；
（2）氰化钠易发生水解产生氰化氢，方程式为CN-+H2O⇌HCN+OH-，故答案为CN-
+H2O⇌HCN+OH-；
（3）向发生塔中通水蒸汽的目的是促使HCN挥发进入吸收塔，故答案为促使HCN挥发进入吸收塔；
（4）CN-被氯气氧化成低毒的CNO-，同时得到还原产物氯离子，即CN-+Cl2+2OH-=CNO-+2Cl-+H2O；CNO-被氯气氧化成无毒的两种气体是氮气和二氧化碳，即2CNO-+3Cl2+4OH-
=N2↑+CO2↑+6Cl-+2H2O；
（5）贮水池中废水须先经碱化后再进行氧化，这样可以防止生成HCN，故答案为防止生成HCN；
（6）电解池中，电解液使用Na[Ag(CN)2]，在阴极上发生得电子的还原反应，即：
[Ag(CN)2]-+e-=Ag+2CN-，工业电镀中使用氰离子，这样Ag+和CN-可以结合成稳定的络合物，可以控制银离子浓度，使镀层致密，故答案为[Ag(CN)2]-+e-=Ag+2CN-；Ag+和CN-可以结合成稳定的络合物，可以控制银离子浓度，使镀层致密。

【考点定位】考查电解原理；离子方程式的书写；氧化还原反应
【名师点晴】本题是一道注重了化学与实际生产的联系的综合知识题，考查利用氧化还原反应来实现废水的转化，涉及氧化还原反应等，明确该反应中的生成物是解本题关键，还可以结合原子守恒、转移电子守恒来分析解答。

本题中（4）CN-被氯气氧化成低毒的CNO-，同时得到还原产物氯离子；CNO-被氯气氧化成无毒的两种气体是氮气和二氧化碳，据此书写方程式；（6）电解池的阴极上发生得电子的还原反应；根据Ag+和CN-可以结合成稳定的络合物。

7．某课外活动小组用如右图所示装置进行实验，请回答下列问题：
（1）若开始实验时开关K与a连接，则A极的电极反应式为____________。

（2）若开始时开关K与b连接，下列说法正确的是___________（填序号）。

①从A极处逸出的气体能使湿润淀粉KI试纸变蓝
②反应一段时间后，加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度
③若标准状况下B极产生2.24 L气体，则溶液中转移0.2 mol电子
（3）根据氯碱工业原理用如图所示装置电解K2SO4溶液。

①该电解槽的阳极反应式为，通过阴离子交换膜的离子数（填“＞”、”=”或“＜”）通过阳离子交换膜的离子数。

②图中a、b、c、d分别表示有关溶液的pH，则a、b、c、d由小到大的顺序为。

③电解一段时间后，B口与C口产生气体的质量比为。

【答案】（1）O2 +2H2O+4e-=4OH-
（2）①（3）①4OH--4e-=2H2O+O2↑＜②b＜a＜c＜d ③8︰1
【解析】
试题分析：（1）若开始实验时开关K与a连接，则构成原电池，铁是负极，石墨A电极是正极，溶液中的氧气得到电子，则A极的电极反应式为O2 +2H2O+4e-=4OH-。

（2）若开始时开关K与b连接，则构成电解池。

①A与电源的正极相连，作阳极，溶液中
的氯离子放电产生氯气，因此从A极处逸出的气体能使湿润淀粉KI试纸变蓝，正确；②阴极是氢离子放电，则反应一段时间后，加适量氯化氢可恢复到电解前电解质的浓度，错误；③溶液不能传递电子，只能通过导线传递，错误，答案选①。

（3）根据氯碱工业原理用如图所示装置电解K2SO4溶液。

①该电解槽的阳极是氢氧根放电产生氧气，则反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑。

通过阴离子交换膜的离子是硫酸根，通过阳离子交换膜的离子是钾离子，因此根据电荷守恒可知通过阴离子交换膜的离子数＜通过阳离子交换膜的离子数
②电解后硫酸和氢氧化钾的浓度增大，则a、b、c、d由小到大的顺序为b＜a＜c＜d。

③左侧产生硫酸，则B口生成的是氧气，右侧C口生成的氢气，因此电解一段时间后，B 口与C口产生气体的质量比为16:2＝8:1。

考点：考查电化学原理的应用
【答案】（1）A、B、C（2）Ag++e－＝Ag（3）滤纸变蓝（4）H2+2OH－－2e－＝2H2O 减小【解析】
试题分析：闭合K2、断开K1，则构成电解池。

A、B两极产生的气体体积之比为2:1，所以气体分别是氢气和氧气。

则A是阴极，B是阳极。

所以m是阳极，n是阴极，y是电源的负极，x是电源的正极，D是阳极，C是阴极。

（1）由于甲中生成物是氢气和氧气，即电解的是水，电解硝酸钾、氢氧化钡和稀硫酸均是电解水，电解氯化钠生成氢气、氯气和氢氧化钠，电解硫酸铜生成物是稀硫酸、铜和氧气，DE错误，答案选ABC。

（2）C是阴极，银离子放电，方程式为Ag++e－=Ag。

（3）m是阳极，氢离子放电，则m极周围水的电离平衡被破坏，溶液显碱性，因此滤纸变蓝色。

（4）闭合K2、断开K1一段时间后，断开K2、闭合K1，则此时构成氢氧燃料电池，其中A 是负极，B是正极，若M溶液为KOH溶液，则A极电极反应式为H2+2OH－－2e－＝2H2O。

惰性电极电解硝酸银溶液有硝酸生成，因此乙池电解质溶液的pH减小。

考点：考查电化学原理的应用
8．新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH 4和O 2，电解质为KOH 溶液。

某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。

回答下列问题：
①甲烷燃料电池负极的电极反应为________________________。

②闭合K 开关后，a 、b 电极上均有气体产生，其中b 电极上得到的是____________（填化学式），电解氯化钠溶液的总反应方程式为_________________________；
③若每个电池甲烷通入量为 1 L(标准状况），且反应完全，则理论上通过电解池的电量为__________(法拉第常数F ＝9.65×104 C · mol －1
，列式计算），最多能产生的氯气体积为__________L(标准状况）。

【答案】(1） CH 4＋10OH －－8e －＝CO 2↑＋7H 2O (2）H 22NaCl ＋2H 2O 电解
2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑(3）3.45×104
C 4 【解析】
试题分析：（1）甲烷在负极通入，电解质溶液显碱性，则甲烷燃料电池负极的电极反应为CH 4＋10OH －－8e －
＝CO 2↑＋7H 2O ； （2）b 电极是阴极，氢离子放电，产生H 2；惰性电极电解食盐水的方程式为2NaCl ＋
2H 2O 电解
2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑。

(3）1分子甲烷失去8个电子，则理论上通过电解池的电量为
122.4/L L mol
×8×9.65×104C·mol －1＝3.45×104C ；根据电子得失守恒可知产生氯气的体积是1822.4/22.4/42
L L mol L mol mol ⨯⨯=。

【考点定位】本题主要是考查电化学原理的应用与有关计算
【名师点晴】应对电化学定量计算的三种方法：（1）计算类型：原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH 的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、产物的量与电量关系的计算等。

（2）方法技巧：①根据电子守恒计算：用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。

②根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。

③根据关系式计算：根据得失电子守恒定律关系建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。

例如：
， (式中M为金属，n为其离子的化合价数值）该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。

在电化学计算中，还常利用Q＝I·t和Q＝n(e－）×N A×1.60×10－19C来计算电路中通过的电量。

9．关于电解池应用的规律提炼题组
某化学兴趣小组用下图所示装置进行电化学原理的实验探究，回答下列问题：
（1）通O2的Pt电极为电池极（填电极名称），其电极反应式
为。

（2）若B电池为电镀池，目的是在某镀件上镀一层银，则X电极材料为，电解质溶液为。

（3）若B电池为精炼铜，且粗铜中含有Zn、Fe、Ag、Au等杂质，在电极（填“X”或“Y”）周围有固体沉积，该电极的电极反应式为。

（4）若X、Y均为Pt，B电池的电解质溶液为500 mL 1.0mol/L的NaCl溶液，当电池工作一段时间断开电源K，Y电极有560mL（标准状况）无色气体生成（假设电极产生气体完全溢出，溶液体积不变）。

恢复到常温下，B电池溶液的pH= ，要使该溶液恢复到原来的状态，需加入（填物质并注明物质的量）。

（5）若X、Y均是铜，电解质溶液为NaOH溶液，电池工作一段时间，X极附近生成砖红色沉淀，查阅资料得知是Cu2O，试写出该电极发生的电极反应式为。

（6）若X、Y均是Pt，电解质溶液为Na2SO4溶液，通电一段时间后，在阴极上逸出c mol 气体，同时有N g Na2SO4•10H2O 晶体析出，若温度不变，此时剩余溶液的溶质的质量分数为。

（学法题）通过以上题目，请总结书写电极反应式的关键。

【答案】（1）正；O2＋4e－＋2H2O=4OH－；（2）Ag；AgNO3溶液
（3）X，三个方程式（4）13；0.05molHCl
（5）2Cu＋2OH－－2e－＝Cu2O＋H2O（6）%
【解析】
试题分析：（1）根据装置图的特征，A池是氢氧燃料电池，通O2的Pt电极为电池正极，电极方程式为O2＋4e－＋2H2O=4OH－；（2）在电镀池中，镀层金属做阳极，待镀金属做阴极，含镀层金属阳离子的盐溶液做电解质溶液，所以若B电池为电镀池，实现某镀件上镀。